中国特有濒危孑遗植物水杉种子活力快速丧失的生理生态机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31860073
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0207.植物生殖与发育
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Seed vigor and ageing is one of the hot topics in the field of seed biology research. However, few studies have been made on the change rule of vigor and aging mechanism of wild plant seeds under natural conditions by far. But, these researches are of great significance for population regeneration, community succession and ecological restoration, especially for the protection of endangered species. Metasequoia glyptostroboides is an endangered relict plant native to China. Although it has been successfully introduced in large numbers at home and abroad, the natural regeneration of its native populations has been difficult, and the endangered problem remains unsolved, and little is known about the endangered mechanism. Previous studies showed that Metasequoia glyptostroboides seeds have low vigor and are prone to rapid loss. We believe that the characteristic of low seed vigor and rapid loss of seed vigor in Metasequoia glyptostroboides is probably one of the main reasons for its endangered status. In this study, fresh mature Metasequoia glyptostroboides seeds will be subjected to an artificial accelerated ageing treatment, a natural ageing treatment and an hydration-dehydration cycling treatment simulating the wet-dry cycling resulted from rainfall in the natural conditions, and then the seeds with different vigor level will be obtained, subsequently germination test, electrical conductivity measurement, microscopic observation of cell structure, antioxidative analysis, transcriptomics and proteomics analysis will be carried out in order to find out the physiological and ecological mechanism of rapid loss of seed vigor in Metasequoia glyptostroboides, and to provide some theoretical knowledge for the conservation of Metasequoia glyptostroboides and other similar endangered gymnosperms.
种子活力和老化是种子生物学研究的热点之一。然而,目前对野生植物种子在自然条件下的活力变化规律及老化机理却鲜有研究,而这方面研究对于种群更新、群落演替和生态恢复等却意义重大,尤其是对于濒危植物的物种保护。我国特有濒危植物水杉虽已在国内外大量引种,但其原生种群自然更新困难,濒危尚未解除,对其濒危机制也知之甚少。研究表明,水杉种子活力低,且易丧失,与其原生种群更新困难的现状相一致。因此我们认为,水杉种子活力低且易快速丧失很可能是其濒危的主要原因之一。本研究以新鲜成熟水杉种子为材料,通过人工加速老化处理、户外自然老化处理,及定量模拟其野外因降雨等因素而反复经历干-湿循环的吸湿-回干循环处理,以获得活力不同的种子,随后依次进行萌发测试、电导率测定、细胞显微结构观察、抗氧化分析、转录组学与蛋白质组学分析等试验,以期探明水杉种子快速丧失的生理生态机制,为水杉及其他类似濒危裸子植物的保护提供理论依据。

结项摘要

我国特有濒危植物水杉虽已在国内外大量引种,但其原生种群自然更新困难,濒危尚未解除,对其濒危机制也知之甚少。研究表明,水杉种子活力低,且易丧失,与其原生种群更新困难的现状相一致。因此我们认为,水杉种子活力低且易快速丧失很可能是其濒危的主要原因之一。本研究以新鲜成熟水杉种子为材料,通过人工加速老化处理、户外自然老化处理,及模拟其野外因降雨等因素而反复经历干-湿循环的吸湿-回干循环处理,以获得活力不同的种子,随后依次进行萌发测试、电导率测定、细胞显微结构观察、抗氧化分析、转录组学与蛋白质组学分析等试验,以期探明水杉种子快速丧失的生理生态机制,为水杉及其他类似濒危裸子植物的保护提供理论依据。结果表明:(1)脆弱的抗氧化防御系统,线粒体等关键细胞器的过早解体很可能是水杉种子在老化过程中活力快速丧失的主要原因,而“内质网蛋白质加工进程”很可能也起着关键的作用;(2)lncRNA_00185 很可能是一个抗老化关键成分,与 miR167 (a, b, c, d) 之间存在竞争,并且与植物老化相关,共同调控 RCD1 (Radical-induced Cell Death 1) 基因的表达,促进活性氧物质的平衡并提高种子的抗老化能力;(3)人工吸湿—回干循环处理下,相较于饱和吸胀后回干处理,不饱和吸胀后回干处理,使种子受到的伤害更大, 活力丧失更快速;(4)林下露天处理的种子之所快速丧失活力和生活力,应该就是由露天情况下反复降雨-天晴 导致种子反复经历不饱和吸胀后回干循环所致。本项目初步阐明了水杉原生种群种子活力情况,及其在自然条件下的活力丧失机制,为水杉原生种群的科学保护奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Metabolome profiling of stratified seeds provides insight into the regulation of dormancy in Davidia involucrata.
分层种子的代谢组分析提供了对珙桐休眠调节的深入了解
  • DOI:
    10.1016/j.pld.2021.12.001
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    PLANT DIVERSITY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Deng, Shiming;Xiao, Qiang;Xu, Cigui;Hong, Jian;Deng, Zhijun;Jiang, Dan;Luo, Shijia
  • 通讯作者:
    Luo, Shijia
The complete chloroplast genome sequence of Nekemias cantoniensis (Hook. et Arn.) Planch 1873 (Vitaceae).
Nekemias cantoniensis (Hook. et Arn.) Planch 1873(葡萄科)的完整叶绿体基因组序列
  • DOI:
    10.1080/23802359.2022.2109436
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Mitochondrial DNA. Part B, Resources
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Luo Y;Wang R;Li Q;Liu J;Deng Z
  • 通讯作者:
    Deng Z
Effects of Temperature, Scarification, Stratification, Phytohormones, and After-Ripening on the Dormancy and Germination of Eucommia ulmoides Oliv. Seeds
温度、松土、层积、激素和后熟对杜仲休眠和萌发的影响。
  • DOI:
    10.3390/f12111593
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Forests
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Shiming Deng;Zhijun Deng;Xiaofeng Wang;Hai Lu;Hua Xue
  • 通讯作者:
    Hua Xue
皱叶酸模种子萌发对光照和温度的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    湖北民族大学学报( 自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓志军
  • 通讯作者:
    邓志军
The complete chloroplast genome and phylogenetic analysis of Cardamine circaeoides Hook. f. et Thoms., 1861 (Brassicaceae).
碎米荠的完整叶绿体基因组和系统发育分析。
  • DOI:
    10.1080/23802359.2022.2141081
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    MITOCHONDRIAL DNA PART B-RESOURCES
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    Wang, Ru;Deng, Zhijun;Luo, Yongjian
  • 通讯作者:
    Luo, Yongjian

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其他文献

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越南槐种子超低温保存及其脱水耐性与超低温耐性的生理机制研究
  • 批准号:
    81303169
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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